Различение сигналов в сенсорных системах

Впервые закономерности деятельности сенсорных систем по различению сигналов различной модальности выявил Эрнст Вебер в 1834 году. Согласно этому закону «Ощущаемый прирост раздражителя (дифференциальный порог) должен превышать силу раздражителя, действовавшего ранее на определенную величину, т.е. Дш/ш = const».

Например, для гирьки массой 100 грамм величина прироста ее массы для субъективного ощущения его прироста достаточно 5 грамм, тогда как для гири массой 10 000 грамм для субъективного ощущения прироста ее массы необходимо увеличение ее массы на 500 грамм. Позже Фехнером было установлено, что субъективное ощущение прироста силы раздражителя описывается логарифмической зависимостью: E = a x logA + B, где Е - величина ощущения, а и В - постоянные коэффициенты, А - сила раздражителя. Еще позже в 1960 году, Стивенсом сделано уточнение, которое гласит о том, что интенсивность ощущения пропорционально не логарифму раздражителя, а силе раздражителя, возведенную в степень п, величина которой меньше единицы.

Лекция 25

ФИЗИОЛОГИЯ БОЛИ
План лекции

1. Понятие боли, классификация боли.

2. История становления представлений о боли.

3. Современные представления о сенсорной болевой (ноцицептивной) системе:

- характеристика рецепторной части ноцицептивной системы;

- характеристика проводниковой части ноцицептивной системы;

- центральный отдел ноцицептивной системы.

4. Представление об антиноцицептивной системе: характеристика

морфофункциональной организации,       взаимоотношения с

ноцицептивной системой.

5. Современная теория боли.

Понятие боли, классификация боли

Проблема боли имеет большое значение для физиологии, патофизиологии, всех разделов медицины. Понимание физиологических основ боли позволяет корректно рассматривать взаимодействие организма с различными раздражителями внешней и внутренней сред, в том числе приводящими к повреждению тканей. Кроме того, знание механизмов боли позволяет врачам своевременно и адекватно применять различные лечебные воздействия для облегчения состояния больного человека.

Боль - физиологический феномен, информирующий нас о вредных воздействиях, повреждающих или представляющих потенциальную опасность для организма. Таким образом, боль представляет собой как предупредительную, так и защитную систему.

В настоящее время наиболее популярным считается определение боли, данное Международной Ассоциацией по изучению боли: “Боль это неприятное ощущение и эмоциональное переживание, возникающее в связи с настоящей или потенциальной угрозой повреждения тканей или изображаемой терминами такого повреждения “.

Различают два основных вида боли - физическую и психогенную. В зависимости от причин физическую боль делят на три категории:

1. Боль, обусловленная внешними воздействиями (за исключением боли от чрезмерных адекватных влияний на органы чувств, например, зрение, слух). Такая боль имеет следующие особенности: она поверхностна, непродолжительна, за исключением тех случаев, когда нарушается целостность кожи. Определить локализацию такой боли и установить причину ее возникновения легко. Возможно устранение внешнего воздействия. Нервная система остается неповрежденной, сохраняются целостность ее периферического аппарата и функции центральных механизмов.

2. Боль, обусловленная внутренними процессами. При боли этой категории возбуждаются любые типы рецепторов и механизмы их активации могут быть различными. Возникающий при этом афферентный поток воспринимается как боль. В появлении такой боли кожа обычно не участвует, за исключением случаев ее прямого повреждения или отраженной боли. Локализация боли, идентификация ее причины пациентом, частичное или полное устранение источника боли нередко невозможны. Она имеет значительно большую длительность. При этой категории боли нервная система остается неповрежденной, так как фокус патологического процесса расположен дистальнее рецепторов. Кроме того, сохраняются нормальное проведение по афферентным волокнам и функции механизмов, модулирующих боль. По типу вовлекаемой ткани боль этой категории делят на эктодермальную, мезодермальную и эндодермальную, а также боль от чрезмерной нагрузки мышц.

3. Боль, связанная с повреждением нервной системы, в особенности

ее афферентного аппарата. Хотя такая боль часто сопровождается ощущениями на коже, правильно идентифицировать внешние причины бывает затруднительно или невозможно. Также трудно определить локализацию источника боли. Боль этой категории продолжительная, может длиться годами и устранение ее источника невозможно. Нервная система повреждена: отмечаются дефекты проводящих периферических или

центральных путей, а также нарушения функций механизмов, модулирующих боль. При боли этой категории повреждения лежат проксимальнее рецепторов в периферических нервах, спинном мозге или высших центрах мозга. Они могут быть локальными или системными (невралгии, каузалгии, фантомная боль, таламический синдром).

В физической боли также различают:

первичную или эпикритическую боль (быструю, колющую, острую), например, вызванную уколом иглы в кожу; она точно локализована, быстро не исчезает после удаления стимула, не вызывает эмоциональной реакции; в литературе можно встретить

вторичную или протопатическую боль (медленную, невыносимую, жгучую), она появляется через 0,5-1 с после ощущения первичной боли, не имеет четкой локализации, остается некоторое время после удаления стимула, сопровождается изменениями функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем, может влиять на характер личности, ее образ мышления (к вторичной боли относят также тупую боль в висцеральных органах и глубоких соматических структурах);

хроническую боль (физическая боль, продолжающаяся длительное время у некоторых больных хроническими заболеваниями), для нее характерны сложные нервные механизмы эмоционального, аффективного и поведенческого уровня, выражающиеся в реактивной депрессии, которая делает человека недееспособным и в корне меняет его жизнь.

Психогенная боль связана с психологическими или социальными факторами, такими как эмоциональное состояние личности, окружающая ситуация, традиции культуры. Она имеет неопределенное начало, возникает без очевидной причины. Природа психогенной боли может быть неясна во многих отношениях. Часто отмечается расхождение между остротой боли, описываемой пациентом, и его поведением. Боль может не наблюдаться в ночные часы. Характерно плохо определяемое и изменяемое место боли, не всегда совпадающее с дерматомами или местом отраженной боли. Кроме того, психогенная боль не связана с внешними стимулами, может изменяться в зависимости от настроения. Она снимается действием антидепрессивных препаратов и других методов, уменьшающих эмоциональное напряжение.

Из вышесказанного следует, что определение "боль" охватывает:

• болезнетворный стимул, сообщающий о происшедшем или предстоящем повреждении тканей,

• личное, индивидуальное восприятие вредоносного фактора,

• комплекс ответов, направленных на защиту - организма от болезнетворного фактора,

• категорию опыта, основанного на множестве событий, сопровождающихся сенсорными и эмоциональными состояниями.

История становления представлений о боли

В XIX в. эволюция идей в науке о боли шла по двум направлениям. Согласно первому направлению, боль признавалась как шестое чувство, самостоятельная сенсорная модальность, и это дало развитие многочисленным модификациям теории специфичности. Второе направление рассматривало боль как результат избыточной активации пяти классических органов чувств. Факты, собранные его сторонниками, послужили основой для разработки теории интенсивности.

Большой вклад в развитие концепции о боли как о сенсорной модальности сделал J. МмИст (1842). Широкую известность получила его теория о специфических нервных энергиях. Эта теория предполагала, что органы чувств имеют специфическую раздражительность, т.е. активируются внешними воздействиями строго определенного качества, и что от органов чувств сигналы о внешних воздействиях через чувствительные нервы в закодированном виде передаются в головной мозг. При этом J. Muller считал, что каждое чувство или, как сейчас принято называть, модальность, передается по прямой связи от соответствующего органа чувств к мозговому центру в коре большого мозга. Идеи этого автора и легли в основу теории специфичности.

Важным этапом в развитии теории специфичности явились поиски рецепторов - специализированных структур нервной ткани, превращающих внешние болевые стимулы в кодированные сигналы. М. Фрей (1894) выдвинул гипотезу о существовании в коже и слизистых оболочках болевых рецепторов. Он и многочисленные исследователи XX в. пришли к выводу, что болевые стимулы, по-видимому, воспринимаются тончайшими концевыми разветвлениями чувствительных волокон - свободными нервными окончаниями. Несколько позже известный английский нейрофизиолог Чарльз Шерингтон эту гипотетическую группу рецепторов назвал ноцицепторами. А сенсорную систему, связанную с восприятием боли - ноцицептивной системой.

Однако, наряду с теорией специфичности, которая нашла свое экспериментальное подтверждение, параллельно шло развитие и теории интенсивности. В настоящее время современная концепция боли рассматривает происхождение боли как с позиций теории специфичности, так и с позиций теории интенсивности.